基于耗水和光合特性的微孔陶瓷根灌温室番茄增产机理研究

姚圣俞，张 林

（1.西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西 杨凌 712100；2.西北农林科技大学水土保持研究所，陕西 杨凌 712100）

0 引 言

番茄作为一种常见的温室经济作物，在温室中的种植面积约占全国温室蔬菜总种植面积的三分之一[1]，占设施蔬菜栽培面积的首位[2]，对农民脱贫致富发挥了重要的作用[3,4]。由于温室棚膜在减少棚内与外界空气交换和起到保温的作用的同时会将降水阻隔在外[5]，番茄的生长需水只能通过灌溉进行补给，而作物耗水量作为制定灌溉制度的关键指标，在不同的灌溉方式下会有较大的差别，胡兰等[6]研究表明在相同的灌水上下限情况下，地下滴灌相较于地表滴灌能够减少温室番茄耗水，因此适宜的灌溉技术和科学的灌溉制度对温室番茄的生产非常重要。温室番茄通常采用滴灌灌溉，较传统地面沟灌、畦灌等灌溉方式能降低灌溉用水，有效提高水分利用效率[7,8]。研究表明，在滴灌条件下，适当提高灌溉频率能够有效的促进番茄植株光合作用和生长发育，提高产量和水分利用效率[9,10]，同时还能保证土壤水分和养分维持在番茄根区土层，减少深层渗漏和养分流失[11]，而提高滴灌的灌水频率可能会产生更多的能耗，从而增加种植成本，因此研究低压持续灌水技术缓解耗能问题是非常有必要的。

微孔陶瓷根灌是一种将陶瓷灌水器埋于番茄根系附近土壤中，直接向作物根系持续供水的灌溉方式，通过灌水器内外水势差作为灌水驱动力，有效降低了系统对首部工作压力的需求（可在＜0.5 m 条件下正常运行），能够减小系统耗能[12]。目前，微孔陶瓷根灌在其制备工艺[13-15]和土壤水分入渗特性[16-19]方面进行了一定的研究，试验结果表明微孔陶瓷根灌能够根据灌水器外部土壤水分环境的变化调节出流，及时补充土壤水分，达到自适应灌溉的效果[12]，为作物提供一个稳定的土壤水分环境[20,21]，并在青海枸杞[21]和陕北苹果[23]的试验研究中表现出较好的节水增产效果。综上所述，微孔陶瓷根灌出流机理和实际应用已有一定的研究进展，但微孔陶瓷根灌对作物耗水特性的影响尚缺乏具体的分析研究，耗水特性对确定适宜的灌溉技术参数和制定科学的灌水制度有着重要的作用[24]。

为此，本文以温室番茄为研究对象，设置地下滴灌为对照处理，通过设置不同设计流量的微孔陶瓷灌水器，研究其对番茄根区土壤含水率、耗水特性、光合特性、产量和水分利用效率的影响，以期确定适合番茄生长的微孔陶瓷灌水器设计流量，为微孔陶瓷根灌技术在温室番茄的应用提供科学指导。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验在陕西省杨凌区现代农业示范园区创新园温室中进行，试验地气候属于温带季风气候，试验当地的年平均大气温度为12.5 ℃，平均蒸发量超过1 500 mm，全年无霜期212 d。试验温室（长80 m×宽10 m×高10 m），东西走向，坐南朝北，覆盖0.2 mm 厚的聚乙烯薄膜，在塑料薄膜上铺设有保温棉被，侧墙和后墙的墙体内有塑料保温材料。试验地0～20 cm土层的容重和田间持水量分别为1.36 g/cm3和24.0%；20～100 cm 土层的土壤容重依次为1.55、1.45、1.42 和1.42 g/cm3（每20 cm 为1 层），田间持水量依次为22.7%、22.2%、24.8%和24.5%（同上）。

1.2 试验设计

于2020年9月-2021年8月开展为期两季的温室试验，番茄供试品种为“金鹏A18”，番茄的生育阶段划分如表1所示。试验为采用宽窄行种植模式，宽行110 cm，窄行50 cm，所有处理株距和行距一致，分别为35 cm 和50 cm。由于微孔陶瓷根灌持续灌水的特性，不同设计流量的陶瓷灌水器在单位时间内出流量差异不明显，但在实际应用中作物生育期持续时间较长，随着作物耗水导致土壤吸力的变化，不同设计流量处理的累计灌水量差异随着时间推进而不断增大，对作物整个生育期耗水产生影响，因此本次试验选取5个设计流量的微孔陶瓷根灌处理分别0.15（S1）、0.19（S2）、0.23（S3）、0.26（S4）和0.30（S5）L/h，灌水器间距为35 cm，埋深15 cm，通过体积为160 L 的水箱进行供水。对照CK 处理为地下滴灌，选用耐特菲姆贴片式滴灌带，滴头间距为35 cm，埋深15 cm，灌水间隔为10 d，考虑温室番茄四个生育期计划湿润层深度分别为20、40、60 和60 cm，灌水上限为100%田间持水量。微孔陶瓷根灌和地下滴灌均采用1 管2 行的布置方式。定植后，在西红柿种植地表铺设宽1.5 m 的黑色地膜，以增加土温，减少土壤蒸发。

表1 温室番茄生育期划分Tab.1 Stages of the greenhouse tomato growing season

1.3 测定项目及其方法

（1）气象数据。试验区所有气象数据从温室中设置的气象站获得，记录番茄整个生育期气象数据的日变化情况，包括太阳辐射、温度和相对湿度等，数据每10 min 记录一次，储存在数据采集器中。

（2）土壤含水量。使用土壤烘干法每隔10 d 一测土壤含水率，使用土钻每20 cm 一层，钻取0～60 cm 土层的土壤，将土钻取出的土捣碎混匀后迅速装入铝盒防止土壤水分蒸发，称取鲜土重后，将其放入105 ℃烘箱中烘干后称取干土重，计算土壤含水率（SWC）；应用统计学中变异系数（cv）来表示番茄全生育期内不同处理土壤含水率的变异程度，其计算公式为：

式中：σSWC为SWC的标准差；μSWC为温室番茄全生育期根区SWC的平均值。

（3）番茄耗水特性。番茄耗水量采用水量平衡法公式估算：

式中：ET为番茄耗水量，mm；I为灌水量，mm；U为地下水补给量，mm；D为深层渗漏量，mm；ΔW为两次土钻取土期间土壤含水量变化量，mm；由于地下水埋深超过10 m，作物无法吸收，U可以计为0；根据土壤水分观测结果，灌水前后90～100 cm处土壤含水量无明显变化，故D也可以忽略不计。

温室番茄生育期耗水强度为各个生育期耗水量与生育期持续天数的比值；生育期耗水模数为生育期内耗水量在生长季内总耗水量内的占比。

（4）光合特性。在番茄各个生育期，采用便携式光合仪LI-6800测定番茄叶片蒸腾速率（Tr）和净光合速率（Pn），选择在晴朗无云的天气进行测定，测定时间控制在10∶00-12∶00之间。

（5）产量。番茄进入收获期后，在每个小区中间标记6株长势相似且无病害的植株进行测产，每隔4～5 d 测定一次，采用精度为0.1 g 的电子秤进行称量，计算平均值作为该处理的平均产量。

1.4 数据分析

采用Excel 2019对采集的试验数据进行整理统计计算，采用Origin 9.1 进行相应的绘图，利用SPSS 19.0 软件对各处理试验数据进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 温室内气象因子变化规律

2020-2021年温室番茄全生育期气象因子如图1所示。春夏茬番茄生育期间，太阳辐射（Rs）呈先增大后减小的抛物线型变化规律，并在果实膨大期期间（6-7月）达到最大，平均气温（Ta）呈持续上升的趋势，在7-8月达到最大，全生育期Ta在13.0～34.4 ℃之间；而Rs和Ta在秋冬茬番茄生育期间呈现先降低后增大的趋势，并在番茄果实膨大期前期（11月中旬至12月中旬）达到全生育期最低水平，在此期间，由于遭遇寒潮天气，导致温室内连续多日Ta在5～10 ℃之间（图1所示），研究表明番茄是一种对温度较为敏感的喜温作物，当温度低于10 ℃时，番茄生长发育会受到抑制，低于5 ℃番茄甚至会停止生长[25]。温室内平均相对湿度（RH）则呈现与Ta相反的规律，当Ta处在较高值时，RH相对较低，这是由于温室内Ta过高会造成高温热害，需要打开通风口来控制温室内Ta，温室内空气与外界流通，温室内水汽排出导致RH较低，两季番茄全生育期RH变化分别为56.6%～99.4% （春夏茬）和62.7%～99.8%（秋冬茬）。此外，还可以看出，春夏季温室内Ta明显高于秋冬季，而春夏季温室内RH低于秋冬季，这是因为秋冬茬番茄生育期间，为保证温室夜间Ta，需要关闭通风口，导致RH处在较高的状态。

图1 2020-2021年温室番茄生育期内气象因子日变化Fig.1 Seasonal variations of meteorological variables during greenhouse tomato growing seasons in 2020-2021

2.2 温室番茄生育期内根区土壤含水率变化

图2展示了两季温室番茄根区土壤含水率（SWC）随生育期的动态变化。可以看出，微孔陶瓷根灌条件下温室番茄苗期SWC不同处理间差异较小；在进入开花坐果期后不同处理间SWC均呈下降趋势，且差异随着生育期的推进差异逐渐增大，这是由于随着番茄的生长，番茄耗水能力不断增强，因陶瓷灌水器出流能力存在限制，当番茄根系吸水速率随番茄生长逐渐增长超过陶瓷灌水器的灌水速率，SWC难以保持稳定，因此呈现下降趋势，同时大流量灌水器灌水速率大于小流量灌水器，导致SWC差异变大；到了果实膨大期SWC差异达到最大，春夏茬小流量处理SWC仍然呈现下降趋势，大流量处理SWC变化较为稳定，但秋冬茬SWC在果实膨大期前期呈现先增大后降低的规律，这可能是因为果实膨大期前期温室内连续的低温环境，使番茄的耗水和生长发育受到抑制，尽管番茄根系吸水受到抑制，但陶瓷灌水器仍持续工作，导致SWC出现上升趋势，后随着温室光温条件的回升，番茄耗水能力增强，SWC又呈现下降趋势；在进入收获期后，随番茄叶片开始衰老和果实的采摘，番茄需水要求下降，在陶瓷灌水器的持续灌溉下，因此土壤含水率出现了小幅的上升。对于微孔陶瓷根灌处理，番茄根区SWC随着陶瓷灌水器设计流量的增加而增大，当陶瓷灌水器设计流量从0.15 L/h（S1）增加至0.30 L/h（S5）时，两季番茄全生育期平均SWC分别上升了24.9%（春夏茬）和15.2%（秋冬茬），春夏茬番茄生育期间，微孔陶瓷根灌各处理全生育期SWC能够维持在田间持水率（θfc）的57.0%～88.1%，各处理平均土壤含水率水分变异系数（cv）在4.3%～12.9%之间；秋冬茬SWC各处理全生育期SWC能够维持在θfc的68.5%～89.4%，cv在2.3%～4.6%之间。而地下滴灌（CK）处理番茄全生育期的SWC明显呈现干湿交替的状态，这是由于滴灌的周期性灌溉造成的，在每次灌溉时，大量的灌溉水进入土壤，导致SWC急剧上升，灌溉后随着番茄根系吸水和土壤水分再分布，土壤含水率迅速下降，SWC在整个生育期内周期性波动，春夏茬番茄全生育期的SWC在θfc的50.7%～100.0%之间波动，cv为23.4%；秋冬茬SWC在θfc的67.6%～100.0%之间波动，cv为11.9%。春夏茬CK 处理的cv值为微孔陶瓷根灌处理的1.80～5.85 倍，秋冬茬为微孔陶瓷根灌处理的2.59～5.95 倍，表明了微孔陶瓷根灌下SWC较地下滴灌更加稳定。同时，受不同季节的气象条件影响，春夏茬番茄根区的SWC明显低于秋冬茬，春夏茬期间，温室内气温和太阳辐射随着番茄生育期的推进而增加，并在果实膨大期后期和收获期达到全年最大，番茄较高的耗水导致SWC不能够维持在较高的状态；而秋冬茬期间，尤其是果实膨大期，气温和太阳辐射为达到了全年最低值，番茄对土壤水分的消耗能力弱，因此秋冬茬SWC要高于春夏茬。

图2 2020-2021年温室番茄根系层土壤含水率变化图Fig.2 Variation of soil water content in root layer of greenhouse tomato in 2020-2021

2.3 温室番茄生育期内耗水特性变化

表2展示了两季番茄试验各处理温室番茄不同生育期耗水特性（耗水量、耗水强度和耗水模数）的变化规律。对于微孔陶瓷根灌处理，陶瓷灌水器设计流量对温室番茄耗水特性影响显著，具体表现为温室番茄的耗水量和耗水强度均随灌水器设计流量的增加而增大，当灌水器设计流量从0.15 L/h 上升至0.30 L/h 时，两季番茄全生育期耗水量分别增加49.4%（春夏茬）和34.5%（秋冬茬）；而不同陶瓷灌水器设计流量处理下番茄各个生育阶段的耗水模数则展现出与耗水量和耗水强度不一样的规律，在苗期和开花坐果期阶段，耗水模数随陶瓷灌水器设计流量的增加而减小；而在果实膨大期和收获期阶段，耗水模数则随陶瓷灌水器设计流量的增加而增大。番茄果实膨大期耗水模数降低说明选用小流量的陶瓷灌水器可能无法满足番茄果实膨大期的需水要求，使番茄耗水受到抑制，会导致番茄产量下降。对于CK 处理，两季番茄的耗水量和耗水强度与S4 处理接近，小于S5 处理，各生育期耗水模数与S4 和S5 处理相似，说明陶瓷灌水器设计流量过大会导致番茄整个生育期均处在充分耗水的状态，反而会造成灌溉水的浪费，无法达到节水的目的。同时，不同季节温室番茄的耗水特性变化规律也有所不同，春夏茬番茄耗水量和耗水强度要显著高于秋冬茬番茄，微孔陶瓷根灌处理秋冬茬番茄全生育期耗水量和耗水强度分别降低了20.7%～29.3%和40.2%～46.7%，CK 处理分别降低了29.1%和46.5%，说明不同的气象条件对番茄的耗水特性影响显著。

表2 温室番茄各生育期耗水Tab.2 Water consumption amount of greenhouse tomato at different stages

图3展示了CK、S1 和S4 处理耗水量的日变化，可以看出，春夏茬番茄的日耗水量呈现先增大后减小的变化趋势；而秋冬茬番茄因果实膨大期前期低温高湿环境和较低的太阳辐射的温室气象条件抑制了耗水，日耗水量变化呈现为“双峰”曲线变化规律。CK、S1和S4春夏茬全生育期日耗水量分别在0.36～5.78、0.45～4.42 和0.27～5.48 mm/d 之间变化；秋冬茬分别在0.53～3.71、0.25～2.76 和0.57～2.34 mm/d 之间变化。微孔陶瓷根灌下温室番茄的耗水量在果实膨大期开始出现明显差异，且在果实膨大期中后期到收获期前期差异达到最大，最大差值可达2.95 mm/d（春夏茬）和1.24 mm/d（秋冬茬），这与SWC的变化规律类似。而CK 处理日耗水量变化规律与耗水量相近的S4 相比，CK 处理在灌水后耗水量大于S4处理，随着时间的推移逐渐降低至较低的水平。这是由于CK 处理在每次灌溉后，土壤水分充足，番茄耗水量迅速增大，随着土壤水分的消耗，番茄蒸腾开始受到抑制，耗水量随之减小。可见，SWC是影响番茄耗水的重要因素，在耗水量相同的情况下，微孔陶瓷根灌下稳定的土壤水分环境相较于地下滴灌干湿交替的土壤水分环境，能够使番茄避免灌水后的充分耗水以及耗水过程因SWC降低而受到抑制。

图3 2020-2021年不同处理温室番茄蒸散量的生育期动态变化Fig.3 Dynamics of greenhouse tomato evapotranspiration during growing stage for different treatments in 2020-2021

2.4 温室番茄生育期内光合特性的变化

图4展示了两季温室番茄试验各处理叶片蒸腾速率（Tr）和净光合速率（Pn）各个生育期的变化情况。由图4可知，各微孔陶瓷根灌处理苗期番茄的Tr和Pn差异不显著（P＞0.05），进入开花坐果期后Tr和Pn整体表现为随着陶瓷灌水器设计流量的增加先增大后减小，两季番茄试验S4 处理的Tr较其他处理分别高1.0%～48.3%（春夏茬）和0.2%～29.0%（秋冬茬），S4 处理的Pn较其他处理分别高1.3%～37.8%（春夏茬）和0.5%～25.2%（秋冬茬）。可见陶瓷灌水器选择适宜的设计流量能够提高番茄叶片的光合作用，设计流量过小，会使得SWC较低，进而抑制番茄叶片的光合作用；而陶瓷灌水器设计流量过大则虽然能维持较高的SWC，但土壤空隙中的空气占比减少，抑制了番茄根系呼吸，也会使得Tr和Pn降低，不利于番茄的生长和产量的形成。将CK处理与S4处理进行对比，在耗水量相同的情况下，S4 番茄的Tr较CK 处理分别高2.5%～6.8%（春夏茬）和0.6%～9.5%（秋冬茬），Pn较CK 处理分别高1.1%～8.6%（春夏茬）和2.3%～8.4%（秋冬茬），说明微孔陶瓷根灌提供的稳定的土壤水分环境能够使番茄叶片的生理活动更加活跃，有利于番茄的生长发育。综上可以看出，设计流量为0.26 L/h 的陶瓷灌水器进行灌溉，能够提供适合的水分条件，有利于提高叶片光合能力，促进光合产物的合成与分配，这也可能是S4处理番茄产量较高的原因。

图4 2020-2021年温室番茄不同处理叶片蒸腾速率和净光合速率生育期变化Fig.4 Variation of leaf transpiration rate and photosynthetic rate of greenhouse tomato for different treatments in 2020-2021

2.5 微孔陶瓷根灌对温室番茄产量和水分利用效率的影响

两季温室番茄产量和水分利用效率如表3所示。可以看出，春夏茬S3 和S4 处理较CK 处理分别增产1.0%和8.1%，S1、S2 和S5 处理分别较CK 处理减产14.9%、5.4%和1.2%；秋冬茬S3 和S4 处理较CK 处理分别增产2.1%和9.4%，S1、S2和S5 处理分别较CK 处理减产14.5%、7.5%和0.6%。对于温室番茄水分利用效率，春夏茬番茄S1处理水分利用效率最高，与S2处理无显著差异，S3和S4处理次之，显著高于CK 处理，S5处理最小；秋冬茬S4处理水分利用效率最高，与S3处理无显著差异，S1 和S2 处理次之，显著高于CK 处理，S5 处理最小。

表3 温室番茄产量和水分利用效率Tab.3 Grain yield and water use efficiency of greenhouse tomato

选择合理的微孔陶瓷根灌技术参数需要充分了解番茄产量与耗水之间的关系[26,27]，但不同季节温室番茄的耗水量差异明显，而微孔陶瓷灌水器能够根据土壤含水率变化自动调节出流量来保证不同季节和生育期番茄的耗水，试验结果也表明灌水器设计流量与不同季节番茄耗水均呈正相关关系，因此考虑将番茄产量与陶瓷灌水器设计流量建立关系式，两季微孔陶瓷根灌温室番茄产量与灌水器设计流量的拟合曲线如图5所示。

图5 温室番茄产量与陶瓷灌水器设计流量关系Fig.5 Relationship between yield of greenhouse tomato and design flow rate of ceramic emitter

春夏茬温室番茄产量与陶瓷灌水器设计流量的关系表示为：

秋冬茬温室番茄产量与陶瓷灌水器设计流量的关系表示为：

通过公式（3）和（4）可以得出，两季番茄最大产量所对应的灌水器设计流量均为0.26 L/h，当设计流量小于此值时，番茄产量随着设计流量的降低而下降；当设计流量大于此值时，番茄产量随着设计流量的增加而下降，灌水器设计流量过小或过大都不利于番茄产量的形成。还可以看出，春夏茬番茄产量显著高于秋冬茬（P＜0.01），这是由于不同的栽培季节温室内的光温环境差异较大，尤其是在番茄果实膨大期的光温环境差别达到最大，秋冬茬番茄果实膨大期期间太阳辐射和气温处在全年最低，这会对番茄的生长和光合活性造成抑制，不利于番茄产量的形成。因此，选择设计流量为0.26 L/h 的陶瓷灌水器进行灌溉能够获得最大产量和较高的水分利用效率，实现高产高效的统一。

3 讨 论

本研究中春夏茬微孔陶瓷根灌番茄根区土壤含水率能够维持在田间持水率（θfc）的57.0%～88.1%之间，土壤水分变异系数在4.3%～12.9%之间，秋冬茬土壤含水率维持在θfc的68.5%～89.4%，土壤水分变异系数2.3%～4.6%；而春夏茬地下滴灌处理番茄全生育期土壤含水率在θfc的50.7%～100.0%之间波动，土壤水分变异系数为23.4%，秋冬茬土壤含水率在θfc的67.6%～100.0%之间波动，土壤水分变异系数为9.9%。可以看出，微孔陶瓷根灌处理土壤水分变异系数均低于地下滴灌处理，说明微孔陶瓷根灌下土壤水分变化更加稳定。本次试验中，土壤含水率随着灌水器设计流量的增加而增大，可能是因为通过改变原材料配比能够调节陶瓷灌水器的开口孔隙率，进而达到控制陶瓷灌水器设计流量的目的[28]，增大陶瓷灌水器设计流量，其单位时间对土壤水分消耗量补充更为迅速，从而能够保证更高的稳定的土壤水分环境[21]。还可以看出，春夏茬番茄根区土壤含水率低于秋冬茬，且土壤水分变异系数高于秋冬茬，李银坤等[29]的研究中春夏季节番茄土壤贮水量变动幅度要大于秋冬季，这是由气象因素造成的，春夏茬番茄生育期间温室内温度和太阳辐射高于秋冬茬，导致春夏茬番茄耗水能力更强，而且陶瓷灌水器受到出流能力的限制，导致春夏茬番茄根区土壤含水率低于秋冬茬，且变化幅度更大。

本次试验中，番茄耗水量在果实膨大期最大，苗期最小，这是因为番茄在苗期植株和叶面积较小，番茄的耗水能力弱；随着番茄植株的持续生长，番茄对水分的需求也在不断增大，到了果实膨大期，此时番茄叶面积达到峰值，且持续时间较长，耗水量达到全生育期最大，进入收获期后，因为采摘番茄果实和叶片衰老，番茄耗水量减少[30]。温室番茄各生育阶段内的耗水量和耗水强度均随灌水器设计流量的增加而增大，这是因为番茄耗水能力受到土壤水分的影响，其根区土壤含水率越高，土壤对水分的吸附能力越弱，番茄根系的吸水能力越强[29]。本次试验中CK 处理全生育期耗水量与S4 处理相似，显著小于S5 处理，说明灌水器设计流量过大，使得番茄在各生育期都能进行充分耗水，反而会造成灌溉水的浪费，并且有研究表明，过量的灌溉会导致作物植株徒长，甚至出现落花落果现象[32]；而对于小流量的陶瓷灌水器，因无法维持较高且稳定的土壤含水率，会抑制番茄的耗水，导致在耗水量最大的果实膨大期使番茄受到较为严重的水分胁迫，因此，选择过大或过小的灌水器设计流量进行灌溉均会对番茄的生长造成不利影响。

土壤含水率与番茄产量关系密切，土壤水分的变化会影响番茄叶片光合作用等生理活动，而光合作用是番茄植株体内干物质直接或间接的来源，最终表现在番茄的产量上[32]。随陶瓷灌水器设计流量的增加，除苗期以外，各生育阶段内Tr和Pn呈现先增大后减小的趋势，这是由于随着陶瓷灌水器设计流量减小，会导致土壤含水率降低，进而使番茄植株体内含水量因土壤水分胁迫而减少，番茄为减少水分散失而将叶片气孔关闭，Tr和Pn也随之降低；而较大的设计流量会导致土壤含水率过高、土壤通气性较差，进而抑制了番茄根系生理活动，最终影响到番茄的光合作用[34,35]。在本次试验中，在耗水量相同的情况下，微孔陶瓷根灌能够使番茄叶片的光合特性较地下滴灌更加活跃，研究表明，提高灌水频率能够增加春小麦叶片光合速率，降低叶片活性氧化物含量，进而促进叶片光合效率[35]，微孔陶瓷根灌持续灌溉的特点可以看作高频少量的灌水，使得土壤水分维持在相对稳定的状态，从而促进了番茄叶片光合作用。Nam等的研究表明[37]与干湿交替的土壤水分环境相比，稳定的土壤水分环境能够提高作物产量和水分利用效率，但本次试验中，仅S3 和S4 处理的产量高于CK 处理，说明只有选择适宜的灌水器设计流量才能实现增产的效果。

4 结 论

（1）微孔陶瓷根灌下番茄根区所能维持土壤含水率随着陶瓷灌水器设计流量的增加而增大，能够维持在田间持水率（θfc）的57.0%～88.1%（春夏茬）和68.5%～89.4%（秋冬茬）之间，而相同土层的地下滴灌处理土壤含水率维持在在θfc的50.7%～100.0%（春夏茬）和67.6%～100.0%（秋冬茬）之间，微孔陶瓷根灌土壤含水率变化相对稳定。

（2）番茄不同生育阶段耗水量和耗水强度均随着陶瓷灌水器设计流量的增加而增大，生育期耗水量在番茄果实膨大期达到最大，但选择设计流量小的陶瓷灌水器会无法满足番茄果实膨大期的耗水需求，对番茄的生长和产量造成不利影响。

（3）微孔陶瓷根灌下温室番茄各个叶片蒸腾速率（Tr）和净光合速率（Pn）均随灌水器设计流量的增加先增大后减小，S4 处理两季番茄的Tr较CK 处理分别高2.5%～6.8%（春夏茬）和0.6%～9.5%（秋冬茬），Pn较CK 处理分别高1.1%～8.6%（春夏茬）和2.3%～8.4%（秋冬茬），表明耗水量相近的条件下，微孔陶瓷根灌番茄叶片生理活动较地下滴灌要活跃，有利于番茄生长发育。

（4）随着陶瓷灌水器设计流量的增大，番茄产量和水分利用效率均呈现出先增大后减小的趋势，其中以S4 处理（设计流量为0.26 L/h）表现最佳，在耗水量相同的情况下，较地下滴灌（CK）处理增产8.1%（春夏茬）和9.4%（秋冬茬）。因此，选择设计流量为0.26 L/h 的陶瓷灌水器有利于番茄获得较高的产量和水分利用效率。